二元面4(Binary 4)

二元光学4表面与二元光学2和3表面非常相似。主要的区别在于二元光学面4支持可变数量的同心径向区域，具有独立的径向尺寸、半径、圆锥曲线、衍射阶数、多项式非球面变形以及每个区域的衍射相位数据。用户可以定义区域的数量、甚至非球面系数和相位系数，直到达到额外数据文件中允许的最大数量。（请参阅表面属性(Surface Properties)的导入(Import)部分）。每个区域需要4个值(孔径、半径、圆锥系数和衍射级数)以及可变数量的偶次非球面和二进制相位系数。总项数为Nz*(4 + Na + Np)，其中Nz 为区域数，Na 为非球面项数，Np 为相项数。总数不得超过242项。Nz必须在1到60之间；Na和Np必须在0和20之间。

该表面被划分成多个区域。第一个区域从顶点延伸到径向坐标A1，第二个区域从A1 到A2，并继续穿过最后一个区域。径向坐标也用于归一化各自区域内的非球面和相位系数。每个区域和原先区域有所偏移，以使表面矢高连续穿过区域边界。 OpticStudio 要求第一个区域的径向孔径大于0，之后的每一个区域必须大于前一区域

j区的表面矢高由以下表达式给出：

注意c、k和α项对于每个区域都是唯一的。选择zo项，使表面在径向坐标Aj – 1处的当前区域和先前区域之间的边界上连续，或者

（在计算zj时，zo的值临时设置为0）。归一化坐标p由r / Aj给出。

所有区域也可以具有衍射相位剖面（具有独立系数）。j区的相位由以下公式给出：

其中Np是系列中多项式系数的数量，β1i 是ρj的2i次幂系数，ρj是归一化径向孔径坐标，Mj是衍射级数。

相位偏移的作用与矢高偏移相似，定义如下

（在计算Φj时，ẟo的值临时设置为0）。

注意，最外部区域的归一化半径仅用于定义径向孔径，以归一化外部区域的系数。表面的外部区域以及相关的相位剖面可能会超出该值。

当区域边界交叉时，这个表面双重区域的性质会使得表面的相位的计算变得复杂。相位偏移值ẟo说明相位在区域边界上是连续的。这对于设计和目标分析很有必要，因为数百个光波的相位跳跃使得对现象的解释和分析变得困难。但是，这个相位偏移是人为设计的，在实际设计中必须考虑。为了获得最佳的成像性能，外部区域与内部区域应该同相。当内部和外部区域在边界处的相位差为波长的整数倍时，或者更大时，如果ẟo = Q2π，其中Q是任意整数，则满足此条件。只要边界两侧的相位斜率略有不同，Aj的微小变化通常就能满足这一条件。为了简化边界条件，OpticStudio计算每个区域边界的sin ẟo，并在参数4中设置此值的平方和(SS)。然后使用边界优化函数的操作数PMVA将该值设为0。请注意，该值是根据相位数据计算得出的，不应由用户定义或设置为变量。

二元光学面4的参数定义

参数# 定义
1 Nz
2 Na
3 Np
4 SS sin ẟo
13 区域1的径向孔径。
14 区域1的曲率半径。
15 区域1的圆锥常数。
16 区域1的衍射级数。
下一个Na 区域1的非球面矢高系数。
下一个Np 区域1的相位系数。
Remainingterms 该模式继续以4+Na+Np个系数组为一组，推广到Nz组。

二元光学系数符号规则(Binary optic coefficients sign conventions)

请参阅"二元光学面1(Binary Optic 1)"中对符号规则的讨论。

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